Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Исходные данные:
Шаг колонн в продольном направлении a = 12м.
Шаг колонн в поперечном направлении b = 7м.
Временная равномерно-распределённая нагрузка на рабочую площадку P=18кПа.
Класс стали балок С255.
Класс стали колонн С255.
Класс ответственности здания –1,05.
Сварка ручная электродуговая
1.Определяем максимально допустимое отношение пролёта к толщине настила:
где - величина, характеризующая допустимый прогиб: при пролете настила
принимаем (т. 1.5 [1]):
- цилиндрический модуль деформации:
- коэффициент Пуассона, ;
- модуль упругости стали,
- нормативная временная равномерно-распределённая нагрузка на площадку;
=18 кПа =18*10-4 кН/см2 .
.
2.По таблице 1.1 принимаем толщину настила равной , т.к =18 кПа .
3. Определим пролёт настила:
5.Принимаем количество балок настила: n=16 шт.
6.Уточняем пролёт настила:
Проверка: <
Рисунок. 1 – Нормальный тип балочной клетки
1. Принимаем толщину настила как в нормальном типе балочной клетки (),
тогда шаг балок настила при: ;
2. Определим требуемое количество балок настила ;
3. Принимаем количество балок настила
4. Уточняем пролет настила ;
5. Задаемся количеством второстепенных балок
6. Определяем шаг второстепенных балок =
Рисунок. 2 – Усложненный тип балочной клетки
1.3 Расчет балок настила нормального типа балочной клетки
Рисунок. 3 – Расчетная схема балки настила нормального типа балочной клетки
Сбор расчётной нагрузки на балку настила:
() где
- шаг балок настила в простом типе балочной клетки ();
собственный вес настила, ;
- плотность стали (т. 2.2 [1]);
, - коэффициенты надёжности по нагрузке соответственно для нормативной временной нагрузки на площадку и стального настила (т. 1.4 [1]);
- коэффициент надёжности по классу ответственности здания (п. 1.10 [1]);
=22 кПа - нормативная временная равномерно-распределённая нагрузка на площадку;
Расчётный изгибающий момент в балке:
Определяем требуемый момент сопротивления сечения:
, где
=365 МПа =36.5 кН/ см2 – расчётное сопротивление стали;
- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформации;
- коэффициент условий работы.
По т. 7.4 [1] принимаем двутавр №30 по ГОСТ 8239-89 со следующими геометрическими характеристиками:
|
h = 330 мм; Ix =9840 см4; = 140 мм; Sx = 339 см3; tf =11.2 мм; Wx = 597 см3; tw = 7 мм; ix = 13.5 см; R=13 мм; q1=42.2 кг/м; А = 53.8 см2. |
Уточняем расчётную нагрузку на балку с учетом собственного веса балки:
Определим уточнённые М и Q:
;
.
Уточняем коэффициент с1 , учитывающий развитие пластических деформаций.
Площадь стенки
Площадь полки
, по таблице 3.6 п.1 [1] определяем с1 = 1.0835
Уточняем расчетное сопротивление стали tf =11.2 мм
=345 МПа =34.5 кН/ см2
Прочность балки по нормальным напряжениям :
Прочность балки по касательным напряжениям :
где - расчётное сопротивление стали срезу,
Жесткость балки:
Найдем фактический прогиб балки и сравним его с допустимым:
=;
Уточняем нормативную нагрузку на балку с учётом собственного веса балки
МПа – модуль упругости стали.
<
где: - предельный прогиб балки, для l = 6,5м; (т.1.5 [1])
Проверка общей устойчивости балки не требуется, так как по всей длине балки к её верхнему поясу приварен настил.
1.4 Расчет балок усложнённого типа балочной клетки
1.4.1 Расчёт балок настила
Рисунок. 5 – Расчетная схема балки настила усложненного типа балочной клетки.
Сбор расчётной нагрузки на балку настила:
() где
шаг балок настила в усложнённом типе балочной клетки ().
Расчётный изгибающий момент в балке:
Определяем требуемый момент сопротивления сечения:
, где
=365 МПа =36.5 кН/ см2 – расчётное сопротивление стали С375 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 2 до 10мм (т.2.3 [1]);
- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций;
- коэффициент условий работы (т.2.1 [1]).
По т. 7.4 [1] принимаем двутавровую баску №20 по ГОСТ 8239-89 со следующими геометрическими характеристиками:
|
h = 200 мм; Ix = 1840 см4; bf = 100 мм; Wx = 184 см3; tf = 8,4 мм; Sx = 104 см3; tw = 5,2 мм; ix = 8.28 см; R= 9.5 мм; q1= 21 кг/м; А = 26,8 см2. |
Уточняем расчётную нагрузку на балку с учетом собственного веса балки:
Определим уточнённые М и Q:
;
.
Уточняем коэффициент с1 , учитывающий развитие пластических деформаций.
Площадь стенки
Площадь полки
, по таблице 3.6 п.1 [1] определяем с1 = 1,06793
Прочность балки по нормальным напряжениям :
Прочность балки по касательным напряжениям :
где - расчётное сопротивление стали срезу,
Жесткость балки:
Уточняем нормативную нагрузку на балку с учётом собственного веса балки:
=;
<;
где: для l = 4,0м, (т.1.5 [1]).
Проверка общей устойчивости балки настила не требуется, так как по всей длине балки к её верхнему поясу приварен настил.
1.4.2 Расчёт второстепенных балок
Расчётная нагрузка на второстепенную балку:
()
где: - линейная плотность балки настила, ;
шаг балок настила в усложнённом варианте балочной клетки ();
а1 – шаг второстепенных балок в усложнённом варианте балочной клетки (а1=4000мм).
Расчётный изгибающий момент в балке:
Определяем требуемый момент сопротивления сечения:
, где
=345 МПа =34,5 кН/ см2 – расчётное сопротивление стали С375 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 10 до 20мм (т.2.3 [1]);
- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций;
- коэффициент условий работы (т.2.1 [1]).
По т. 7.5 [1] принимаем двутавровую балку №50Б2 по ГОСТ 26020-83 со следующими геометрическими характеристиками:
|
h = 496 мм; Ix = 42390 см4; bf = 200 мм; Wx = 1709 см3; tf = 14 мм; Sx = 970.2 см3; tw = 9.2 мм; ix = 20.3 см; R= 21 мм; q1= 80.7 кг/м; А = 102.8 см2. |
Уточняем расчётную нагрузку на балку с учётом собственного веса балки:
Определим уточнённые М и Q:
;
.
Уточним с1 :
Площадь стенки
Площадь полки
, по т. 3.6 п.1 [1] определяем с1 = 1,0889
Прочность балки по нормальным напряжениям :
Прочность балки по касательным напряжениям :
где - расчётное сопротивление стали срезу,
Жесткость балки:
Уточняем нормативную нагрузку на балку с учётом собственного веса балки:
=;
где: для l = 6,5м, (т.1.5 [1]).
<;
Проверка общей устойчивости второстепенной балки.
Проверка общей устойчивости второстепенной балки не требуется, если выполняется условие (т.3.1 [1]):
, где:
- расчётная длина верхнего пояса второстепенной балки, ;
- ширина верхней сжатой полки (ширина полки второстепенной балки усложнённого типа балочной клетки);
- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций.
- условие выполняется, следовательно, проверка общей устойчивости второстепенной балки не требуется.
1.4’ Расчет балок усложнённого типа балочной клетки
1. Принимаем толщину настила как в нормальном типе балочной клетки (),
а шаг балок настила при: ;
2. Определим требуемое количество балок настила ;
3. Принимаем количество балок настила
4. Уточняем пролет настила ;
5. Задаемся количеством второстепенных балок
6. Определяем шаг второстепенных балок =
Рисунок. 2’ – Усложненный тип балочной клетки
1.4.1’ Расчёт балок настила
Рисунок. 5’ – Расчетная схема балки настила усложненного типа балочной клетки.
Сбор расчётной нагрузки на балку настила:
() где
шаг балок настила в усложнённом типе балочной клетки ().
Расчётный изгибающий момент в балке:
Определяем требуемый момент сопротивления сечения:
, где
=365 МПа =36.5 кН/ см2 – расчётное сопротивление стали С375 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 2 до 10мм (т.2.3 [1]);
- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций;
- коэффициент условий работы (т.2.1 [1]).
По т. 7.4 [1] принимаем двутавровую баску №18 по ГОСТ 8239-89 со следующими геометрическими характеристиками:
|
h = 180 мм; Ix = 1290 см4; bf = 90 мм; Wx = 143 см3; tf = 8,1 мм; Sx = 81.4 см3; tw = 5,1 мм; ix = 7.42 см; R= 9,0 мм; q1= 18.4 кг/м; А = 23,4 см2. |
Уточняем расчётную нагрузку на балку с учетом собственного веса балки:
Определим уточнённые М и Q:
;
.
Уточняем коэффициент с1 , учитывающий развитие пластических деформаций.
Площадь стенки
Площадь полки
, по таблице 3.6 п.1 [1] определяем с1 = 1,0678
Прочность балки по нормальным напряжениям :
Прочность балки по касательным напряжениям :
где - расчётное сопротивление стали срезу,
Жесткость балки:
Уточняем нормативную нагрузку на балку с учётом собственного веса балки:
=;
<;
где: для l = 4,0м, (т.1.5 [1]).
Проверка общей устойчивости балки настила не требуется, так как по всей длине балки к её верхнему поясу приварен настил.
1.5 Выбор наиболее экономичного варианта
Сравнение вариантов балочных клеток производим в табличной форме (таблица 1.)
Таблица.1 - Сравнение вариантов балочных клеток.
|
Элемент |
I вариант |
II вариант |
III вариант |
|||
|
Расход стали, кг/м2 |
Кол-во элементов шт |
Расход стали, кг/м2 |
Кол-во элементов шт |
Расход стали, кг/м2 |
Кол-во элементов шт |
|
|
Настил |
78,5 |
--- |
78,5 |
--- |
78,5 |
--- |
|
Балки настила |
42,2 |
16 |
22,6 |
28 |
22,7 |
24 |
|
Второстепенные балки |
--- |
--- |
20,175 |
4 |
20,175 |
4 |
|
Итого: |
120,7 |
16 |
121,275 |
32 |
121,375 |
28 |
Для расчёта принимаем I-й вариант (нормальный тип балочной клетки), как наиболее экономичный по расходу стали.
1.6 Расчёт крепления настила.
Расчёт крепления настила ведём для нормального типа балочной клетки, как наиболее экономичного по расходу стали.
Определим растягивающее усилие H на 1см настила.
,
где E1=226400 МПа
- коэффициент надёжности по нагрузке (т.1.4 [1]);
, при l = 1.0 м по т.1.5 [1] n0=120
Для крепления настила принимаем полуавтоматическую сварку в углекислом газе проволокой СВ-08Г2С .
Угловой шов рассчитываем по металлу шва, так как
где и - коэффициенты глубины проплавления шва, для полуавтоматической сварки
проволокой СВ-08Г2С, и (т.4.2 [1]).
Rwf = 215 МПа – расчётное сопротивление по металлу шва (т.4.4 [1]);
(т.4.7 [1]), где Run = 510(МПа) – временное сопротивление свариваемости стали С375 (т.2.3 [1]);
;
- коэффициенты условий работы сварного шва;
Определяем катет сварного шва.
- длина шва;
- коэффициент условий работы (т.2.1 [1]).
Катет сварного шва:
;
см
В соответствии с требованиями т.4.5 [1] (соединение нахлесточное с односторонними угловыми швами, сварка полуавтоматическая), принимаем .